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EIAN20升级说明资料

EIAN20升级说明

EIAN(Ver2.0)为原噪声环评助手EIAN1.1&EIAN1.2为适应新导则HJ2.4-2009而推出的一个简易版本,它主要的改进是对主要模型采用了HJ2.4-2009推荐模型和算法,但输入输出界面基本没有改变,因此只适用于一般项目噪声预测。

另一产品EIAProN,可计算复杂声场分布的高级版本,仍在开发中。

EIANver2.0可视为EIAN1.2到EIAProN之间的一个过渡性的免费升级版本。

对于EIAN用户来说,仍按Ver1.1一样使用该软件即可。

有关于程序本身的改进和新导则的公式改进说明,只在这个文档中体现(其它文档,包括在线帮助和说明书均未进行其它更新)。

1.程序改进

1.1计算器

对分贝的计算中,增加乘法和除法。

其中第一个数为分贝,而乘数和除数不是分贝,只是实数。

结果单位为dB。

例如:

80×2=83.0103,80÷2=76.9897,80×2.5=83.9794dB.

1.2基础计算——分贝的基本运算

增加乘法和除法。

内容同计算器。

1.3噪声衰减单项计算

(1)“传播空间的类型值”,改为“传播的方向性指数”,可从下拉列表中选择常用值,也可输入用户自行计算值,可能是非整形数。

这个值通常可用指向性方向的包络面积与整个球体的包络面积之比。

例如:

一个体长为0.3m的喇叭,在开口最大直径为0.1m,则Q约为:

0.3m半径球面积/0.1m直径圆面积=144。

(2)矩形面积,改为直接输入总声功率,而不是单位面积声功率,这样更方便一些。

另外,矩形面源还可能是垂直方向的。

由于声波不受重力影响,用户可旋转一个角度后变成水平矩形面源处理。

仍采用积分算法,而不是新导则中的估算法。

(3)遮挡物衰减,实体声屏障中线声源声屏障衰减,采用2009声导则的公式(A.18)直接计算,不再采用查图法。

(4)地面附加衰减,改为新导则公式(23),原输入参照点离声源距离r0的参数改为输入平均传播高度。

公式(23)为:

hm为平均传播高度,m。

可用声源与接收点连线,与这两点地面投影联线的面积来求出。

1.4公路交通噪声预测

将原导则FHWA模型改为2009版声导则模型(简称CGM2009),仍保留2006版交通模型(简称MC2006)。

也就是说对同样的输入数据,用户可选择使用CGM2009或MC2006计算。

由于CGM2009本身无源强估算公式,即便采用CGM2009模型计算,源强估算部分也可采用MC2006推荐的方法算出。

这也是本软件刻意保留MC2006模式的原因。

CGM2009没有提供自身对源强的估算方法,这是一个不足之处。

同样的条件下,CGM2009与MC2006的计算结果,在100m以上相差很小,在50m以内最大差异接近1dB,CGM2009系统偏大。

主要原因:

(1)关于路面纵坡的修正:

CGM2009对全部车型进行,而MC2006则仅对大型车和中型车;关于对路面的修正方面,CGM2009对全部车型进行,而MC2006仅对小型车修正。

这个原因是导致CGM2009比MC2006预测结果系统性偏小0.5dB左右的主要原因。

在不考虑纵坡和路面修正时,两者的计算结果是十分接近的。

(2)由于CGM2009是单车道模型,而MC2006是多车道模型,两者的计算结果必然存在差异。

因为同一个预测点,采用CGM2009时,对每一车道分别计算后叠加,而预测点到各车道距离显然是不同的;而MC2006则采用同一套远近车道数据一次算出。

特别对地面吸收效应这个参数的影响很大(近距离时对距离参数很敏感)。

不过这一因素只影响近距离内(30m内)。

另外,2010/6/30后发现,在车流总量小于300车/小时后,MC2006模型明显偏低,不合理,建议此时应使用CGM2009来计算。

原因是交通部模型的不合理性,其附录C1.1中有如下规定:

3距离衰减量ΔL距离的计算:

当行车道上的小时交通量大于300辆/h时,

当行车道上的小时交通量小于300辆/h时,

如上所示,由于在MC2006模型中,距离衰减量在车流量为300前后采用了不同的算式,造成小于300车/hr时距离衰减量急剧增大,因此预测结果明显偏小。

我们认为这是模型不完善的体现,因此这种情况下不宜采用MC2006。

由于这是半经验模型,我们无从推测算式的合理性,也不能变它。

所以,建议在车流总量小于300车/小时情况下,只采用CGM2009的计算结果。

与程序旧版本相比,如果路边地面不是硬地面,而是绿化等软地面,由于考虑了地面吸收效应,路边相同距离处,从地面向上的声级变化应是从小到大再变小,在一定高度处有一个波峰,新版计算结果能体现出这一现象。

具体地说,路边一定距离的建筑,噪声最大不是一楼,而可能是四五楼处(不同距离不一样)。

采用设置一系列不高度署名点的方法,可算出离公路同一距离处的垂直浓度变化(注意:

路边地面为绿化地面)。

下图为EIAN1.2和EIAN2.0的比较。

1.5城轨与铁路交通噪声预测

本部分增加CGM2009中附录A.3的预测计算模型。

用户要求设置每一轨道(每个轨道为单行线)的坐标位置,以及该轨道上的各型号列车的相关参数,以计算任意点或网格点的昼夜等效噪声级Leq值。

对于每一轨道,铁路干线两侧建筑物分布状况不变。

对于每一轨道上的每一种车型:

(1)全天每次运行速度基本不变;

(2)长度及其它外形尺寸基本不变;

(3)全天列车噪声辐射特性基本相同。

要求输入每个轨道的全天的列车车型数量,对每一型车,要求输入参照运行速度,参照点距离,参照点测量值,列车长度,全日通行列数,列车运行速度,以及线路和轨道修正值。

该模型的基本假设是,认为对每种列车车型,已知其在某一种轨道中(参照轨道)中按一定方式运行时已测得某参照点的声级,以此为源强,然后计算出实际轨道中,以实际方式运行时在预测点的噪声。

这里关键是“线路和轨道修正”这个变量的确定。

应根据参照点测量时线路和轨道的情况,与实际运行进线路和轨道的情况,按HJ2.4-2009附录表A.5进行逐项对比,才能确定下来。

路侧状况则与公路路侧定义相同。

1.6其它改进

(1)主要窗口中,在右下角增加了一个保存按钮,用户退出前可按下保存所作修改。

此前保存数据只能使用工具条的中保存按钮,容易直接退出而未保存。

(2)背景图:

一次定义保存后,每次打开时自动导入。

2.算法修改说明

2.1飞机计权等效连续感觉噪声级

飞机计权等效连续感觉噪声级,计算公式改动:

原式为:

改为新导则公式(3):

2.2户外声传播基本式

原式为:

L(r)=Lref(r0)-(Adiv+Aatm+Abar+Aexe)

即预测点的声级,等于参考点(离源较近点)的声级减去声级衰减总量。

声级的衰减总量包括几何发散衰减、遮挡物衰减、空气吸收衰减和附加衰减四部分。

附加衰减中含有地面效应。

改为新导则公式(5):

Lp(r)=Lp(r0)-(Adiv+Aatm+Abar+Agr+Amisc)

新导则中地面效应(Agr)单独作为一项,并将附加衰减(Aexe)一项,改为其它多方面效应(Amisc)(不含地面效应)。

2.3指向性点声源几何发散衰减公式

原式采用指向性因数Q表示指向性,公式:

L(r)=LW+10lg[Q/(4πr2)]

上式展开为:

L(r)=LW-20lg(r)+10lg(Q)-11

新导则公式(14)为:

Lp(r)θ=LW-20lg(r)+Dθ-11

Dθ为θ方向上的方向性指数,Dθ=10lg(Rθ)=10lg(Iθ/I)。

I为所有方向的平均声强,Iθ为为θ方向上的平均声强。

实际上Rθ=Q是同一个参数,可用球面积除以θ方向包络面来表示,即:

Iθ/I=S球/Sθ。

对于自由空间,Q=1,半自由空间Q=2,1/4自由空间Q=4,1/8自由空间Q=8;其它空间,由S球/Sθ算出。

所以这两个公式实际上完全相同,即新导则并没有改变。

2.4有限长线声源公式

这个公式新版导则没有改变。

但新导则式(17):

是错误的,正确应为:

2.5面声源公式

原只有水平面声源,新导则增加了垂直面声源。

但由于声波不受重力影响,所以垂直面源实际等同于水平面源,只需将面源和预测点转一下角度即可。

新导则垂直声源如下图所示(要求b>a,图中虚线为实际衰减量):

要求的简化算法为:

r

a/π

r>b/π时,距离加倍时Adiv≈6;类似点声源(Adiv≈20lg(r/r0))

r

本软件对垂直面声源也采用数值积分叠加,而不采用以上近似法。

但旧版中积分式中方向性指数缺省为1,新版均改为2(半自由空间)。

2.6空气吸收衰减(Aatm)公式

此公式只有分母由100改为1000,但旧导则吸收系数是每100m,现改为1000m,所以实际没有变化。

吸收系数表新旧有所不同。

但原表是系统的,列出了各种温度及湿度下的数据,而新导则只给出湿度为70%下10、20、30三种情况和温度为15度下湿度为20\50\80三种情况,显然无法直接应用。

目前暂时只能仍用旧导则数据。

2.7地面效应衰减公式

前版软件中,地面效应是作为附加衰减(Aexc)中的一部进行计算,需考虑地面附加衰减的条件:

(1)预测点距声源50m以上;

(2)声源(或声源的主要发声部位)距地面高度和预测点距地面高度的平均值小于3m;(3)声源与预测点之间的地面被草地、灌木等覆盖(软地面)。

若不满足上述条件,则不考虑地面效应。

地面效应引起的附加衰减量按下式计算:

Agr=5lg(r/r0)

不管传播距离多远,地面效应引起的附加衰减量的上限为10dB。

如果在声屏障和地面效应同时存在的条件下,声屏障和地面效应引起的衰减量之和的上限为25dB。

新版导则,疏松地面(软地面)或大部分为疏松地面的混合地面,在预测点仅计算A声级前提下,地面效应引起的倍频带衰减公式为新导则公式(23):

hm为平均传播高度,m。

可用声源与接收点连线,与这两点地面投影联线的面积来求出。

2.8厚屏障的双绕射声程差公式

这个内容为新导则增加的:

双绕射声程差计算出后,按GB/T17247.2中的Dz计算屏障衰减Abar。

只适用于点声源。

双绕射体若为有限长,同样具有三个声程差。

单绕射最大衰减取20dB,双绕射最大衰减取25dB。

计算了屏障后,不再考虑地面效应衰减。

对于线源(公路等)的屏障衰减,不按以上方法,而有专门方法计算。

EIANver2.0中仍未用于双绕射。

2.9绿化林带衰减

原导则为:

注意这里仅指绿化林高度可以形成声屏障情况下的声衰减,一般要求绿化林高于声线1米以上。

如果是草地、矮灌木等绿地,则作为地面附加衰减考虑。

绿化林带并不是有效的声屏障。

密集的林带对宽带噪声典型的衰减量是每10m衰减1~2dB(A);取值的大小与树种、林带结构和密度等因素有关。

密集的绿化林带对噪声的最大衰减量一般不超过10dBA.。

改为:

按500Hz考虑。

<10m,不衰减。

10~20m,衰减量取1dB,>=20m时,按0.06/m。

最大取10dB。

2.10工业噪声预测方法

公式没有改变。

但对于室内声源的室外虚源,如果预测点P离该墙体的距离小于墙体最长边b的3倍内,则虚源不能作为点源,应当作面源,数值积分示出。

2.11公路交通噪声预测模式

这一块改变较大。

新模式接近于交通部规范的2006版,但细节考虑上有所不同。

由于新导则中没有关于由车流量推导出车速、声源强度的公式,这一部分仍可参照交通部规范2006版。

但模式主体已采用新导则。

a)第I类等效声级的预测模式

(A.12)

式中:

——第I类车的小时等效声级,dB(A);

——第I类车在速度为Vi(km/h);水平距离为7.5m处的能量平均A声级,dB(A);

Ni——昼间、夜间通过某个预测点的第I类车平均小时车流量,辆/h;

r——从车道中心线到预测点的距离,m;r>7.5m;

Vi——第I类车平均车速,km/h;

T——计算等效声级的时间,1h;

ψ1、ψ2——预测点到有限长路段两端的张角,弧度。

——由其它因素引起的修正量,dB(A),

=

1-

2+

3

1=

坡度+

路面

2=Aatm+Agr+Abar+Amisc

1——线路因素引起的修正量,dB(A);

坡度——公路纵坡修正量,dB(A);

路面——公路路面材料引起的修正量,dB(A);

2——声波传播途径引起的衰减量,dB(A);

3——由反射等引起的修正量,dB(A)。

 

b)总车流等效声级

若预测点受多条道路影响,应叠加。

A2.2修正量和衰减量的计算

A2.2.1线路因素引起的修正量

1

a)纵坡修正量(

坡度)

b)路面修正量(

路面)

注意:

关于这两项修正,本导则修正方式和内容均与交通部规范2006版不同,交通部是对源强进行修正,且只对小型车修正,这是导致两者预测计算不同的主要原因。

A2.2.2声波传播途径引起的衰减量

2

a)障碍物衰减量Abar

声屏障衰减量(Abar)计算(式A.18)

式中,f声波频率,Hz。

公路中可取500计算A声级衰减量。

C为声速,340m/s。

为声程差,m。

有限长声屏障也用上式计算,但再根据遮蔽角进行修正。

需要注意的是:

对所有线声源屏障衰减量的计算,全部采用式(A.18)计算,不再采用HJ/T2.4-1995图6和HJ/T2.4-2009图A.5来查找,也不再采用公路建设项目环境影响评价规范1996版附录E1图E1-4查找。

高路堤或低路堑声影区衰减量计算

计算出声程差后,直接采用式(A.18)计算,不再采用图A.5来查找了。

农村房屋附加衰减量估值

 

b)Aatm、Agr、Amisc衰减项计算。

按常规方式。

 

A2.2.3由反射等引起的修正量

3

城市道路交叉路口噪声增加量,暂不由程序计算,用户可自行根据实际情况对个别敏感点增加(按导则表A.4)。

两侧建筑物的反射修正量,如果用户已定义有建筑物,则此反射增量程序计算时已考虑了。

2.12公路噪声源强的估算

关于各类车型的单车行车速度,和在该速度下单车行驶辐射噪声级,这两个重要的参数,新导则中并没有给出相应的算法,这是新导则的重大缺陷之一。

那么这两个参数认为可以由用户自行决定(比如类比测量)输入。

另外也提供了用车流量估算的方法,这个方法来自于交通部规范2006版附录C.1.1:

1车速

1)公式计算法

车速计算参考公式如式(C.1.1-1)和(C.1.1-2)所示:

(C.1.1-1)

(C.1.1-2)

式中:

i—第i种车型车辆的预测车速,km/h;当设计车速小于120km/h时,该型车预测车速按比例降低;

ui—该车型当量车数;

ηi—该车型的车型比;

—单车道车流量,辆/h;

—其他两种车型的加权系数。

k1、k2、k3、k4分别为系数,按表C.1.1-1取值。

表C.1.1-1车速计算公式系数

车型

k1

k2

k3

k4

mi

小型车

-0.061748

149.65

-0.000023696

-0.02099

1.2102

中型车

-0.057537

149.38

-0.000016390

-0.01245

0.8044

大型车

-0.051900

149.39

-0.000014202

-0.01254

0.70957

车型分小、中、大三种,车型分类标准见表C.1.1-2。

车型比应按可行性报告中提供的交通量调查结果确定。

表C.1.1-2车型分类标准

车型

汽车总质量

小型车(S)

3.5t以下

中型车(M)

3.5t以上~12t

大型车(L)

12t以上

注:

小型车一般包括小货、轿车、7座(含7座)以下旅行车等;

大型车一般包括集装箱车、拖挂车、工程车、大客车(40座以上)、大货车等;

中型车一般包括中货、中客(7座~40座)、农用三轮、四轮等。

大型车、小型车以外的车辆,可按相近归类。

2)根据项目直接影响区相似公路车辆运行状况分析确定车速。

2单车行驶辐射噪声级Loi

1)第i种车型车辆在参照点(7.5m处)的平均辐射噪声级(dB)Loi按下式计算:

式中:

右下角注S、M、L——分别表示小、中、大型车;

Vi——该车型车辆的平均行驶速度,km/h。

在这里,由于上三式中修正项已由

1负责,不再使用。

2.13城轨、铁路噪声预测模式

改为新导则推荐模式。

A3.1城市轨道交通运输噪声预测模式

A3.1.1预测点列车运行噪声等效声级计算模式:

式中:

——预测点列车运行噪声等效声级,dB(A);

T——预测时段内的时间,s;

m——T时段内通过的列车数,列;

tj——j列车通过时段的等效时间,s;

lj——j列车长度,m;

vj——j列车运行速度,m/s;

d——预测点到轨道中心线的水平距离,m;

LP,j——预测点j列车通过时段内的等效声级,按车(A.24)计算,dB(A);

LP0,j——参考点j列车通过时段内最大垂向指向性方向上的噪声辐射源强,dB(A);

Cj——j列车噪声修正量,dB(A);

C1j——j列车车辆、线路条件及轨道结构等修正量,dB(A);

Cvj——j列车速度修正量,dB(A);

Ct——线路和轨道结构的修正量,dB(A);

Cθ——垂向指向性修正量,dB(A);

A——声波传播途径引起的衰减量,dB。

A.3.1.2修正量计算

A.3.1.2.1速度修正量计算(Cv)

Cv=30lg(v/v0)

v0、v分别为列车运行的参考速度和运行速度,km/h。

注:

v0取值和Lp0,j获取时的车速有关。

A.3.1.2.2线路和轨道结构的修正量(Ct)

按表A.5取。

表A.5Ct值表

序号

线路条件

修正量/dB(A)

1

弯导(半径≤500m)

相对直线轨道噪声级高3~8

2

岔道

相对直线轨道噪声级高4

3

坡道

相对直线轨道噪声级高2

4

混凝土高架桥结构(8m)

相对地面轨道噪声级高7~10

5

混凝土隧道结构

相对地面线路噪声级高7~10

6

扣件

弹性扣件可降低噪声级3~5

7

混凝土枕

相对枕木噪声级高2~4

8

混凝土整体道床

相对碎石道床噪声级高2~4

9

长钢轨和短钢轨

长钢轨比短钢轨噪声级低4~6

10

连续焊接钢轨

可降低3

11

车轮未磨平、表面粗糙、不圆

提高3~5

12

车轮加阻尼及车身带裙板

降低10~12

13

弹性车轮

降低10~20

注根据声波叠加原理,若同时存在几种修正时,一般只取最大值。

以上修正和LP0,j获取时的条件有关。

A.3.1.2.3垂向指向性修正量(Cθ)

列车噪声辐射的垂向指向性修正量(Cθ),可按下式计算:

当-10°≤θ<24°时,

Cθ=-0.012(24-θ)1.5(A.29)

当24°≤θ<50°时,

Cθ=-0.075(θ-24)1.5(A.30)

式中,θ——声源到预测点方向与水平面的夹角,度。

A.3.1.2.4几何发散衰减(Adiv)的计算

式中,d0为源强的参考距离,m;d为预测点到轨道中心线的距离,m;l为列车长度,m。

A.3.1.2.5其他衰减

Aatm、Abar、Amisc计算参考A.2。

2.14机场噪声预测模式

这一部分对与EIAN1.2中所用模式相对比基本相同,但在修正项方面有所增加,比如增加飞行路径的发散等。

这部分EIAN2.0仍未做改进。

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